实验设计与数据处理.docx
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实验设计与数据处理
《试验设计与数据处理》
上机实验报告
学生学号：
09110601
学生姓名：
丁龙
专业班级：
化工0906
指导教师：
刘艳杰
吉林化工学院
2011年6月7日
实验一实验数据整理、Excel基础操作
1.实验目的
（1）熟悉Excel基础操作，掌握Excel有关操作技巧。
（2）学习实验数据整理方法。
2.实验原理
用相同的方法重复测定某一量，在消除系统误差的情况下，测定值的算术平均值（测定值的算术平均值），可作为这个量的真值
（即总体平均值）
。
测定次数越多，即子样容量n越大，平均值与真值就越接近。
当
，当
落在区间
以外，则可以认为
是坏值，应舍弃之。
3.实验内容
实验数据整理
（1）对某一物理量测定得如下数据：
2.10
2.10
2.10
2.11
2.11
2.12
2.12
2.13
2.13
2.13
2.14
2.14
2.14
2.15
2.15
2.13
试计算置信概率为95％时均值的置信区间。
（2）用格拉布斯准则判断下面某实验的10次测定值中是否有坏值（取α=0.05）。
84.35,86.25,85.95,86.10,86.35,87.01,87.31,86.45,86.92,87.95
Excel基础操作
（1）如何在单元格中输入下列内容：
（2）如何在工作表中进行数据填充和公式填充？
（3）已知函数y=x2-10（-5≤x≤5），试在Excel的一个工作表中用图形来表示函数关系。
（4）如何使用菜单命令定义名称？
4.实验数据处理过程
（1）
1.先定义名称。
2.输入公式。
3.显示结果。
（2）
2.输入公式
3.显示结果
5.实验结果分析
1.置信概率为95％时均值的置信区间为（2.116,2.134）。
2.84.35是坏值。
实验二统计检验
1.实验目的
掌握用Excel软件计算平均值、标准差、统计检验临界值等常用统计计算的方法，学会用Excel编制统计检验程序。
2.实验原理
1.
:
为抽样总体的均值，然后将算得的子样平均值
与标准重量
相比，如果差别不大，就可以接受这个假设，否则就要否定这个假设。
2.
3.实验内容
（1）某化肥厂硫酸铵每包平均重量μ0＝50（kg），但不知总体方差。
现从某一天打包总数中随机抽取9包，测得其重量（kg）为49.75，51.05，49.65，49.35，50.25，50.60，49.15，49.85，50.25，试以95％的置信度检验这天打包机是否正常？
（2）用A、B两台仪器测定某物理量分别得如右表数据。
试问这两台仪器测定的精密度是否有显著差别（取
）？
A：
310.95，308.86，312.80，308.74，311.03，311.89，310.39，310.24，311.89，309.65，311.85，310.73；
B：
308.94，308.23，309.98，311.59，309.46，311.15，311.29，309.16310.68，311.86，31O.98，312.29，311.21
4.实验数据处理过程
（1）定义名称
2.输入公式
3.显示结果
（2）
1.定义名称
2.输入公式
3.显示结果
5.实验结果分析
1.接受原假设，包装机正常工作。
2.因为F>Fα（f1,f2）,所以接受原假设，两台仪器测定的精密度无差别。
实验三方差分析
1.实验目的
掌握方差分析方法及有关函数的使用，学会用Excel编制方差分析程序。
2.实验原理
方差分析是用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。
由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状，造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。
方差分析的基本思想是：
通过分析研究不同来源的变异对总变异的贡献大小，从而确定可控因素对研究结果影响力的大小。
3.实验内容
（1）某项化工实验在5个温度水平下测得转化率数据如左边的表。
试用方差分析方法分析温度对转化率的影响。
A1
A2
A3
A4
A5
1
24.3
26.1
26.5
29.3
29.5
2
27.8
27.3
28.3
28.7
28.8
3
23.2
24.2
28.6
27.2
31.4
4
26.5
24.1
28.2
30.1
27.8
（2）试验某种钢不同的含铜量在4种温度下的冲击值如左边的表。
试分析铜含量（因素B）、试验温度（因素A）对钢的冲击值有无显著影响？
铜含量（%）
温度（K）
0.2
0.4
0.8
293
10.6
11.6
14.5
273
7.0
11.1
13.3
253
4.2
6.8
11.5
233
4.2
6.3
8.7
4.实验数据处理过程
（1）定义名称
（2）输入公式
（3）显示结果
（2）
1.定义名称
2.输入公式
3.显示结果
5.实验结果分析
1.因为F值>F0.01，F值>F0.05，F值>F0.10。
所以因素A影响高度显著。
即温度影响此化工实验显著。
2.因为F值F0.05，F值>F0.05。
所以因素A影响显著，即温度对钢的冲击值影响显著，因为F值 >F0.01，F值>F0.05，F值>F0.10，所以因素B影响高度显著，即含铜量对钢的冲击值影响高度显著。
实验四回归分析及正交试验设计
1.实验目的
（1）掌握Excel的图表功能和回归分析的有关函数，学会用Excel编制回归分析程序。
（2）掌握正交试验设计方法及有关函数的使用，学会用Excel编制正交试验设计程序。
2.实验原理
一元线性回归分析就是要依据一定数量的观察样本（Xi,Yi）i=1，2…，n，找出回归直线方程Y=a+bX对应于每一个Xi，根据回归直线方程可以计算出一个因变量估计值Yi。
回归方程估计值Yi与实际观察值Yj之间的误差记作e-i=Yi-Yi。
显然，n个误差的总和越小，说明回归拟合的直线越能反映两变量间的平均变化线性关系。
据此，回归分析要使拟合所得直线的平均平方离差达到最小，简称最小二乘法
将求出的a和b代入式
（1）就得到回归直线Y-i=a+bXI。
那么，只要给定Xi-值，就可以用作因变量Yi的预测值
（1）确定几个特定的变量之间是否存在相关关系,如果存在的话,找出它们之间合适的数学表达式;
（2）根据一个或几个变量的值,预测或控制另一个变量的取值,并且可以知道这种预测或控制能达到什么样的精确度;
（3）进行因素分析。
例如在对于共同影响一个变量的许多变量（因素）之间,找出哪些是重要因素,哪些是次要因素,这些因素之间又有什么关系等等。
3.实验内容
（1）有一类合金，研究它的熔点
和含铅量
的关系，得实验数据如下。
试用Excel程序求
对
的线性回归方程。
P
36.9
46.7
63.7
77.8
84.0
87.5
181
197
235
270
289
292
（2）有如下一组实验数据。
试用Excel程序确定回归方程式
；
40
40
50
50
60
60
0.2
0.4
0.2
0.4
0.2
0.4
38
42
41
46
46
49
（3）某化工厂做产品收率试验，选择4个因素：
反应温度A、加碱量B、催化剂种类C、反应压力D，每个因素取4个水平，根据经验知交互作用可以忽略。
据此选用L16（45）正交表安排试验，试验方案及结果如下表，试用Excel程分析各因素对试验结果的影响，并确定最佳工艺条件，并给出直观分析图。
试验号
A
B
C
D
误差
收率（%）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1
1
1
1
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
2
1
4
3
3
4
1
2
4
3
2
1
1
2
3
4
3
4
1
2
4
3
2
1
2
1
4
3
1
2
3
4
4
3
2
1
2
1
4
3
3
4
1
2
19.0
48.0
62.0
59.0
3.5
28.5
58.0
67.0
2.5
40.5
58.5
71.0
5.0
43.0
36.0
43.0
4.实验数据处理过程
（1）
1.定义名称
2.输入公式
3.显示结果
（2）
1.定义名称
2.输入公式
3.显示结果
（3）
1.定义名称
5.实验结果分析
1.线性回归方程为：
y=93.0505+2.2837x即含铅量越高，合金的熔点就越高。
2.线性回归方程为：
y=18.91667+0.376x1+20x2
3.
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